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TEMA 21.- Reacciones en la posición alfa de los grupos carbonilo y carboxilo. Tautomería ceto-enólica. Reactividad en posición α respecto al grupo carbonilo. α-halogenación. Reacciones en las que intervienen los aniones enolato. α-alquilación. Condensación aldólica y reacciones relacionadas.

Posición α

Reacciones en la posición α (a través de enol o enolato)

C C

H

OO H-

C C

O

..- C C

O-

aniónenolato

Tautomería ceto-enólica

Los aldehídos y cetonas que tengan hidrógenos α presentan tautomería ceto-enólica. Es un equilibrio entre dos compuestos diferentes por intercambio de la posición de un H y un doble enlace.El equilibrio está desplazado normalmente hacia la forma ceto, y es posible gracias a la acidez del H en α del carbonilo. Ambas formas son isómeros estructurales interconvertibles = TAUTÓMEROS.

CO

CH

COH

C HH

ceto enol

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En medio básico

En medio ácido

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Reacciones en la posición α

Halogenación

Alquilación

Condensación aldólica

(otras reacciones relacionadas)

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Halogenación

C CO

+ Br2H+ ó OH-

CB r

CO

(vía enolato)

(vía enol)

H

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La halogenación en α de un ácido carboxílico puede lograrse con bromo molecular y fósforo atómico rojo, se consigue así funcionalizar la posición a de un ácido y activarla para poder efectuar reacciones posteriores.

La reacción toma el nombre de sus descubridores: Hell-Volhard-Zelinski

La halogenación en a es una reacción muy útil para activar la posición contigua a un ácido carboxílico y poder obtener otros productos interesantes como α-hidroxi y α-aminoácidos

Alquilación

Los iones enolato se encuentran estabilizados por resonancia, deslocalizando la carga negativa sobre el oxígeno. Este híbrido de resonancia posee cargas negativas repartidas entre el carbono y el oxígeno, por tanto, puede atacar como nucleófilo por ambos átomos, aunque lo más habitual es el ataque por el carbono lo que se conoce como alquilación de enolatos.

C C

O

..- C C

O-

aniónenolato

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El enolato es una especie nucleofílica que puede reaccionar con halogenurosalquilo en reacciones de tipo SN2.

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La aplicación más importante de los enolatos de ácidos carboxílicos consiste en el ataque a electrófilos, lo que permite formar enlaces carbono-carbonosobre la posición alfa.

Condensación aldólica:

Adición nucleofílica del anión enolato al C carbonílico de un aldehído o cetona. Es la reacción por la que dos moléculas de un aldehído o cetona condensan entre si, formando un compuesto llamado aldol.La reacción se realiza en medio básico (NaOH acuoso y diluido) y a una temperatura baja.

El mecanismo de la condensación aldólica transcurre en tres etapas: Etapa 1- Formación del enolato por sustracción del hidrogéno α.Etapa 2- Atáque nucleófilo del enolato al carbonilo de otras moléculas.Etapa 3- Protonación del aldol.

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Condensaciones aldólicas cruzadas

Las condensaciones aldólicas también se pueden efectuar bajo catálisis ácida. En este caso la especie nucleofílica no es el ión enolato, sino el enol, que ataca al carbonilo protonado. El mecanismo de la condensación aldólica en medio ácido se indica a continuación:

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Condensación de Claisen/Diekmann(Esteres)

• En esta reacción el enolato derivado de un éster ataca al grupo carbonílico de otra molécula de éster para formar un β-cetoester.• Se la puede considerar como análoga a la condensación aldólica de aldehídos y cetonas.• Si los ésteres que intervienen son distintos se habla de Condensación de Claisen cruzada.• La variante intramolecular se denomina Condensación de Dieckmann.

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Mecanismo de adición-eliminación:

Síntesis malónica (alquilación)

Consiste en la obtención de un ácido carboxílico a partir de un malonato de etilo o metilo, en presencia de una base y un halogenuro de alquilo, con posterior tratamiento en medio ácido y calor para dar una descarboxilación.

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Síntesis acetilacética

Reacción de Knoevenagel

• Es una condensación entre un diéster y un compuesto carbonílico.• En esta reacción nunca se aísla el producto de adición.• Es un buen método para la síntesis de diésteres α,β-insaturados.• Los productos son buenos intermediarios de síntesis ya que sonsusceptibles de diversas reacciones posteriores: ataque 1,4; ozonólisis, hidrogenación, etc.• Reacciones análogas se observan entre compuestos carbonílicos

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Adición de Michael

Es la adición 1,4 de un enolato a un compuesto carbonílico insaturado conjugado.